火星の天気はどうですか？

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プラネタリーウェザーシリーズへようこそ！今日、私たちは地球の隣人といつの日か人類のための可能性のある「バックアップ場所」、火星を見てみましょう！

火星は地球と類似しているため、しばしば「地球の双子」と呼ばれます。それらは両方とも地球型惑星であり、どちらも極地の氷冠を持ち、（一度に）両方にその表面に生存可能な大気と液体の水がありました。しかし、それを超えて、2つはかなり異なります。そして、それらの大気と気候に関して言えば、火星は地球から離れていくつかのかなり深い方法で立っています。

たとえば、火星の天気になると、通常は非常に劇的な予測になります。火星の天気は日々変化するだけでなく、時々変化することもあります。これは、地球の密度の1％に過ぎない大気を持っている惑星では少し珍しいようです。それでも、異常気象と気象現象に関しては、火星はなんとか準備を整えています。

火星の雰囲気：

火星の大気は非常に薄く、二酸化炭素96％、アルゴン1.93％、窒素1.89％と、微量の酸素と水で構成されています。大気は非常に埃っぽく、直径1.5マイクロメートルの微粒子が含まれています。これは、表面から見ると火星の空に黄褐色の色を与えるものです。火星の気圧の範囲は0.4〜0.87 kPaで、これは海面における地球の約1％に相当します。

この薄い大気と、太陽からの距離が大きいため、火星の表面温度は、地球で私たちが体験するよりもはるかに低温です。惑星の平均気温は-63°C（-82°F）で、冬季の極では-143°C（-226°F）で、最高気温は35°C（95°F）です。赤道の夏と正午。

極の温度が極端に低いため、大気中の二酸化炭素の25〜30％が凍結し、ドライアイスになって表面に付着します。極氷冠は主に水ですが、火星の北極には冬に1メートルの厚さのドライアイスの層があり、南極は8メートルの永久層で覆われています。

火星の大気からも微量のメタンとアンモニアが検出されています。前者の場合、推定濃度は約30 ppbですが、 好奇心 ローバーは、2014年12月16日に「10倍のスパイク」を検出しました。この検出はローカライズされた可能性が高く、ソースは謎のままです。同様に、火山活動が可能性として示唆されていますが、アンモニアの供給源は不明です。

気象現象：

火星はまた、小さな竜巻から惑星全体の現象に及ぶことがあるその激しい砂嵐で有名です。後者の例は、塵が大気中に吹き込まれ、それが太陽から加熱される原因となります。暖かいほこりで満たされた空気が上昇し、風が強くなり、最大数千キロメートルの幅を測定でき、一度に数か月間続く嵐が発生します。彼らがこれほど大きくなると、彼らは実際に表面のほとんどを視界から遮ることができます。

その薄い大気、低温、および磁気圏の欠如のために、液体降水（すなわち、雨）は火星で起こりません。基本的に、太陽放射は大気中の液体の水を水素と酸素に解離させます。そして、寒くて薄い大気のために、水循環を維持するのに十分なだけの液体水が表面にありません。

しかし、時折、薄い雲が大気中に形成され、降水量が雪の形で降ります。これは主に極地で観測されている二酸化炭素の雪で構成されています。ただし、過去に火星の上層大気で水を運ぶ凍った雲の小さな痕跡が観測され、高高度に制限された雪が生成されました。

そのような例の1つは、2008年9月29日、 フェニックス 着陸船は、ハイムダルクレーター近くの着陸地点から4 km（2.5マイル）上にある雲から降る雪の写真を撮りました。しかし、着陸船から収集されたデータは、降水が地面に到達する前に蒸発したことを示しています。

火星のオーロラ：

火星でもオーロラが検出されていますが、これも磁場と太陽放射の相互作用の結果です。火星にはほとんど磁気圏がありませんが、科学者たちは、過去に観測されたオーロラは、惑星上で最も強い磁場が集中している領域に対応していると判断しました。これは、地殻の磁気異常のマップを分析して、 火星地球測量士.

注目すべき例は、2004年8月14日に行われたもので、Mars Expressに搭載されたSPICAM装置によって発見されました。このオーロラは、テラチメリアの上の空（地理座標177°東、52°南）にあり、かなり広いと推定されており、幅30 km、高さ8 km（幅18.5マイル、高さ5マイル）でした。

最近では、火星でオーロラが観測されました MAVEN 2015年3月17日、地球上でオーロラが観測された直後の1日のイベントの画像をキャプチャしたミッション。火星の「クリスマスライト」という愛称で呼ばれ、地球の中央北部の緯度全体で観測されました。また、火星の大気には酸素と窒素が不足しているため、地球のより鮮やかな表示に比べてかすかに光っていました。

今日まで、火星の大気、気候、気象パターンは、NASA、ロスコモス、欧州宇宙機関、インドの連邦宇宙プログラムのミッションで構成される、数十の軌道探査機、着陸船、探査機によって研究されてきました。これらには マリナー4 火星の最初の接近飛行を行った探査機– 1965年7月14日から15日までの2日間の作戦。

それが得た大まかなデータは、後で後で拡張 マリナー6 そして 7 ミッション（1969年にフライバイを実施）。これに続いて バイキング 1と2 1976年に火星に到達し、地球に着陸して表面の画像を送り返す最初の宇宙船となったミッション。

世紀の変わり目以降、6つのオービターが火星の周りの軌道に配置され、その大気に関する情報を収集しました– 2001火星オデッセイ, 火星エクスプレス, 火星偵察オービター, MAVEN, 火星探査機ミッション そして ExoMarsトレースガスオービター。 これらは、ローバーと着陸船のミッションのように称賛されています フェニックス、 精神と機会、 そして 好奇心.

将来的には、いくつかの追加のミッションが赤い惑星に到達する予定です。それらは、その大気、気候、気象パターンについてさらに教えてくれると期待されています。私たちが見つけたものは、惑星の深い過去、その現在の状態について多くを明らかにし、そしておそらく私たちがそこに未来を築くのを助けるでしょう。

スペースマガジンでは、火星の天気に関する多くの興味深い記事を書いています。火星は地球と比較して火星でのみ発生します：二酸化炭素の雪が赤い惑星に降り、雪が火星の雲から降り、驚きです！火星にはオーロラもある！ NASAのMAVEN Orbiterは、火星の大気から取り除かれた太陽風を発見し、急激な変化を引き起こしています。

詳細については、宇宙天気が火星に与える影響に関するこのNASAの記事をご覧ください。

最後に、火星全般について詳しく知りたい場合は、天文学キャストでの赤い惑星に関するいくつかのポッドキャストエピソードを行いました。エピソード52：火星、およびエピソード91：火星の水の探索。

出典：